四川省成都市第七中學(xué)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題 Word版含解析.docx

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2022—2023學(xué)年度下期高2025屆期末考試物理試卷第I卷（選擇題，共44分）一、單項選擇題（本題包括8小題，每小題3分，共24分，每小題只有一個選項符合題意．）1.做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在通過平衡位置時（　?。〢.速度一定為零B.振幅一定為零C.合力一定為零D.回復(fù)力一定為零【答案】D【解析】【詳解】A．做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在通過平衡位置時，速度為最大值，故A錯誤；B．簡諧運(yùn)動過程中，振幅是不受質(zhì)點(diǎn)所在位置影響的，故B錯誤；C．在單擺這種簡諧運(yùn)動中，通過平衡位置時，合力不為零，故C錯誤；D．根據(jù)回復(fù)力公式可知，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置時，回復(fù)力一定為零，故D正確。故選D。2.如圖所示，甲木塊的質(zhì)量為，以速度沿光滑水平地面向前運(yùn)動，正前方有一靜止的、質(zhì)量為的乙木塊，乙上連有一輕質(zhì)彈簧，甲木塊與彈簧接觸后（　?。〢.甲木塊的動量守恒B.乙木塊的動量守恒C.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)的動量守恒D.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)的動能守恒【答案】C【解析】【詳解】ABC．甲木塊與彈簧接觸后，由于彈簧彈力的作用，甲、乙的動量要發(fā)生變化，即甲、乙兩物體的動量均不守恒；但對于甲、乙所組成的系統(tǒng)因所受合力的沖量為零，故動量守恒，故AB錯誤，C正確；D．甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的勢能，故系統(tǒng)動能不守恒，故D錯誤。 故選C。3.如圖是一皮帶傳動裝置的示意圖，右輪半徑為r，A是它邊緣上的一點(diǎn)．左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r。B點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r。C點(diǎn)和D點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上。則下列說法正確的是（　　）A.A、B兩點(diǎn)的線速度之比為B.A、C兩點(diǎn)的角速度之比為C.A、D兩點(diǎn)的線速度之比為D.A、C兩點(diǎn)的向心加速度之比為【答案】C【解析】【詳解】ABD．由圖可知，，，根據(jù)，可知A、C兩點(diǎn)的角速度之比為A、C兩點(diǎn)的向心加速度之比為B、C兩點(diǎn)的線速度之比為則A、B兩點(diǎn)的線速度之比為故ABD錯誤；C．由于，根據(jù)可知C、D兩點(diǎn)的線速度之比為 則A、D兩點(diǎn)的線速度之比為故C正確。故選C。4.黃道（ecliptic），天文學(xué)術(shù)語，是從地球上來看太陽（視太陽）一年“走”過的路線，是由于地球繞太陽公轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，該軌道平面稱為黃道面。2023年6月21日是夏至日，視太陽于當(dāng)日22時57分37秒運(yùn)行至黃經(jīng)90°位置。地球公轉(zhuǎn)軌道的半長軸在天文學(xué)上常用來作為長度單位，叫作天文單位，用來量度太陽系內(nèi)天體與太陽的距離（這只是個粗略的說法。在天文學(xué)中，“天文單位”有嚴(yán)格的定義，用符號AU表示）。已知火星公轉(zhuǎn)軌道的半長軸是1.5AU，則下列說法正確的是（　?。〢.火星的公轉(zhuǎn)周期為地球公轉(zhuǎn)周期的倍B.火星的公轉(zhuǎn)周期為地球公轉(zhuǎn)周期的倍C.夏至?xí)r，地球處于遠(yuǎn)日點(diǎn)，公轉(zhuǎn)線速度最大D.夏至?xí)r，地球處于近日點(diǎn)，公轉(zhuǎn)線速度最小【答案】A【解析】【詳解】AB．根據(jù)開普勒第三定律可得可得火星的公轉(zhuǎn)周期與地球的公轉(zhuǎn)周期之比為故A正確，B錯誤；CD．夏至?xí)r，地球處于遠(yuǎn)日點(diǎn)，根據(jù)開普勒第二定律可知，公轉(zhuǎn)線速度最小，故CD錯誤。故選A。5.如圖所示，質(zhì)量分別為M、m的兩個小球靜置于高低不同的兩個平臺上，a、b、c分別為不同高度的參考平面，下列說法正確的是（　?。?A.若以c為參考平面，M的重力勢能大B.若以b為參考平面，M的重力勢能大C.若以a為參考平面，M的重力勢能大D.無論如何選擇參考平面，總是M的重力勢能大【答案】B【解析】【詳解】A．若以c為參考平面，M、m重力勢能分別為，由于但由于兩個物體的質(zhì)量關(guān)系未知，所以不能比較重力勢能的大小關(guān)系，故A錯誤；B．若以b為參考平面，M的重力勢能為零，m的重力勢能為負(fù)值，所以M的重力勢能大，故B正確；CD．若以a為參考平面，M、m的重力勢能分別為，兩個物體相對a所在水平面的高度滿足但由于兩個物體的質(zhì)量關(guān)系未知，所以不能比較重力勢能的大小關(guān)系，故CD錯誤。故選B。6.A、B兩物體的質(zhì)量之比mA：mB=2：1，它們以相同的初速度v0在水平面上僅在摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動，直到停止，其v-t圖像如圖所示．此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力分別為FA、FB，A、B兩物體受到的摩擦力做的功分別為WA、WB，則（　　）A.B. C.D.【答案】D【解析】【詳解】AB．由動能定理可知由于A、B兩物體僅受摩擦力做功，質(zhì)量之比mA：mB=2：1，因此兩物體受到的摩擦力做的功之比為AB錯誤；CD．根據(jù)v-t圖像的斜率可知兩物體加速度之比為2:1，根據(jù)牛頓第二定律可得可得C錯誤，D正確故選D。7.質(zhì)量為m1和m2的兩個物體在光滑的水平面上正碰，碰撞時間不計，其圖像如圖所示。則（　?。〢.碰前m2速度為4m/sB.碰后m2的速度為4m/sC.若m1=2kg，則m2=3kgD.若m1=2kg，則m2=6kg【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)圖像的斜率表示速度可知碰前的速度為0；碰后的速度為故AB錯誤； CD．根據(jù)可知，碰前的速度為碰后的速度為碰撞過程根據(jù)動量守恒可得若，可得故C錯誤，D正確。故選D。8.如圖所示，在地面上固定的兩根豎直桿a、b之間搭建兩個斜面1、2，已知斜面1與a桿的夾角為，斜面2與a桿的夾角為．現(xiàn)將一小物塊先后從斜面1、2的頂端(a桿處)由靜止釋放，兩次到達(dá)斜面底端(b桿處)所用時間相等，若小物塊與斜面1、2之間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，則等于A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】令a、b之間的水平距離為L，當(dāng)物體從斜面1運(yùn)動時：物體在斜面2上運(yùn)動時： 聯(lián)立解得：故D正確，ABC錯誤。故選D．二、多項選擇題（本題包括5小題，每小題4分，共20分，每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分.）9.如圖所示，用長為L的細(xì)線拴住一個質(zhì)量為M的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中正確的是（　?。〢.小球受到重力、線的拉力和向心力三個力B.向心力是線對小球的拉力和小球所受重力的合力C.向心力的大小等于細(xì)線對小球拉力的水平分量D.向心力的大小等于【答案】BC【解析】【詳解】小球受到重力和線的拉力，線對小球的拉力和小球所受重力的合力提供向心力，向心力的大小等于細(xì)線對小球拉力的水平分量；則有故選BC。10.如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星，則以下判斷正確的是（　?。?A.衛(wèi)星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B.A、B的線速度大小關(guān)系為C.周期大小關(guān)系為D.若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先依靠推進(jìn)器加速【答案】CD【解析】【詳解】A．地球的第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動最大的運(yùn)行速度，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，則衛(wèi)星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得由于則有對于放在赤道上的物體A和地球同步衛(wèi)星C具有相同的角速度，根據(jù)可得則有故B錯誤；C．對于放在赤道上的物體A和地球同步衛(wèi)星C具有相同的周期，即有根據(jù) 解得由于則有所以周期大小關(guān)系為故C正確；D．因為若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速，做離心運(yùn)動，故D正確。故選CD。11.如圖，放在光滑水平桌面上的兩個木塊A、B中間夾一被壓縮的彈簧，當(dāng)彈簧被放開時，它們各自在桌面上滑行一段距離后飛離桌面落在地上，A的落地點(diǎn)與桌邊的水平距離為0.5m，B的落地點(diǎn)與桌邊的水平距離為1m，那么（　?。〢.A、B離開彈簧時的速度之比為B.A、B質(zhì)量之比為C.從釋放到分離過程，A、B所受彈簧彈力沖量之比為D.從釋放到分離過程，A、B所受彈簧彈力做功之比為【答案】AC【解析】【詳解】A．A和B離開桌面后做平拋運(yùn)動，由于下落高度相同，故運(yùn)動時間相等，則A、B離開彈簧時的速度之比為 故A正確；B．兩物體及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得則A、B質(zhì)量之比為故B錯誤；C．未離開彈簧時，兩物體受到的彈力大小相等，力的作用時間相等，則所受沖量大小相等，則從釋放到分離過程，A、B所受彈簧彈力沖量之比為，故C正確；D．從釋放到分離過程，根據(jù)動能定理可得可知A、B所受彈簧彈力做功之比為故D錯誤。故選AC。12.如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動。以豎直向上為正方向，物塊簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為。t=0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判斷正確的是（　?。〢.簡諧運(yùn)動的周期是1.25sB.h=1.7mC.0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動的路程是0.2m D.t=0.3s時，物塊與小球運(yùn)動方向相同【答案】BD【解析】【詳解】A．簡諧運(yùn)動的周期為故A錯誤；B．t=0.6s時，物塊的位移為對小球解得故B正確；C．因為周期是08s，所以0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動的路程是故C錯誤；D．t=0.3s大于，物塊此時的狀態(tài)為在平衡位置上方向下運(yùn)動，與小球運(yùn)動方向相同，D正確。故選BD。13.如圖所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的輕彈簧，其左端自由伸長到b點(diǎn)，質(zhì)量為2kg的滑塊從a點(diǎn)以初速度v0=6m/s開始向右運(yùn)動，與此同時，在滑塊上施加一個大小為20N，與水平方向夾角為53°的恒力F，滑塊將彈簧壓縮至c點(diǎn)時，速度減小為零，然后滑塊被反彈至d點(diǎn)時，速度再次為零，已知ab間的距離是2m，d是ab的中點(diǎn)，bc間的距離為0.5m．（g取10m/s2，sin53°≈0.8，cos53°≈0.6），則下列說法中正確的是（　?。〢.滑塊與水平面間的摩擦因數(shù)為0.3B.滑塊從b點(diǎn)至c點(diǎn)的過程運(yùn)動時間為 C.彈簧的最大彈性勢能為36JD.滑塊從c點(diǎn)至d點(diǎn)過程中的最大動能為25J【答案】CD【解析】【詳解】A．滑塊從a點(diǎn)到反彈到d點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理可得根據(jù)題意有，解得故A錯誤；C．滑塊從a點(diǎn)運(yùn)動至c點(diǎn)過程，由于滑塊運(yùn)動到c點(diǎn)彈性勢能最大，由于恒力做功與滑動摩擦力做功的代數(shù)和為0，則有故C正確；B．滑塊從b點(diǎn)至c點(diǎn)的過程，由于可知滑塊的合力大小等于彈簧彈力大小，可認(rèn)為滑塊做簡諧運(yùn)動，則滑塊從b點(diǎn)至c點(diǎn)的時間為根據(jù)解得彈簧勁度系數(shù)為則有故B錯誤； D．滑塊從c點(diǎn)至d點(diǎn)過程中，當(dāng)滑塊的合力為零時，滑塊的速度最大，動能最大，則有解得彈簧的壓縮量為滑塊從最大動能處至d點(diǎn)過程中，根據(jù)功能關(guān)系可得解得最大動能為故D正確。故選CD。第II卷（非選擇題，共56分）三、實(shí)驗探究題（本題共2小題，共14分）14.某學(xué)習(xí)小組用小球1與小球2正碰（對心碰撞）來驗證動量守恒定律，實(shí)驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽平滑連接．安裝好實(shí)驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下鉛垂線所指的位置O。接下來的實(shí)驗步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，認(rèn)為其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的B點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度。（1）在上述實(shí)驗操作中，下列說法正確的是________。A．小球1的質(zhì)量一定大于小球2的質(zhì)量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑B．斜槽軌道末端必須調(diào)至水平C．重復(fù)實(shí)驗時，小球在斜槽上的釋放點(diǎn)可以不在同一點(diǎn) D．實(shí)驗過程中，白紙需固定，復(fù)寫紙可以移動（2）以下提供的器材中，本實(shí)驗必需的有_______。A．刻度尺B．游標(biāo)卡尺C．天平D．秒表（3）設(shè)小球1的質(zhì)量為m1，小球2的質(zhì)量為m2，MP的長度為l1，ON的長度為l2，則本實(shí)驗驗證動量守恒定律的表達(dá)式為____________________________________?！敬鸢浮竣?BD##DB②.AC##CA③.【解析】【詳解】（1）[1]A．為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即小球1的質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量，兩球必須對心碰撞，因此兩球的半徑大小必須相同，故A錯誤；B．為了保證小球做平拋運(yùn)動，斜槽軌道末端必須調(diào)至水平，故B正確；C．小球1每次必須從斜槽同一位置由靜止?jié)L下，才能保證每次小球1碰前的速度相同，故C錯誤；D．由于白紙固定不動，復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實(shí)驗過程中復(fù)寫紙可以隨時拿起來看印跡是否清晰并進(jìn)行移動，故D正確。故選BD。（2）[2]A．實(shí)驗時需要測出小球落地點(diǎn)的水平位移，因此實(shí)驗需要刻度尺，故A正確；C．實(shí)驗過程中需要測量入射球與被碰球的質(zhì)量，因此實(shí)驗需要天平；故C正確；BD．實(shí)驗過程中不需要測球的直徑、不需要測小球的運(yùn)動時間，因此不需要游標(biāo)卡尺和秒表，故BD錯誤。故選AC。（3）[3]本實(shí)驗要驗證的動量守恒定律表達(dá)式兩邊乘以相同的平拋的運(yùn)動時間t可得即為則15.用如圖甲所示的實(shí)驗裝置驗證、組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。從高處由靜止開始下落， 上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計時器，打出一系列的點(diǎn)。對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。如圖乙所示是實(shí)驗中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)注，打點(diǎn)計時器所接電源頻率為50Hz。已知，，則（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)5時的速度___________m/s。（2）在打下第“0”點(diǎn)到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動能的增加量___________J，系統(tǒng)勢能的減少量___________J。（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭?。?）若某同學(xué)作出圖像如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠__________?！敬鸢浮竣?2.4②.0.58③.0.60④.9.7【解析】【詳解】（1）[1]在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)5時速度（2）[2]在打下第“0”點(diǎn)到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動能的增加量[3]系統(tǒng)勢能的減少量 （3）[4]若某同學(xué)作出圖像如圖丙所示，由機(jī)械能守恒則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人摹⒂嬎泐}（本題共4小題，共42分．解答應(yīng)當(dāng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的，不能得分．有數(shù)值運(yùn)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）16.預(yù)計我國將在2030年前后實(shí)現(xiàn)航天員登月計劃。若航天員登上月球后用擺長為L的單擺做小角度（）振動，測得擺球N次全振動所用時間為t。已知月球的半徑為R，引力常量為G。求：（1）月球表面重力加速度g的大?。唬?）月球的第一宇宙速度v的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）擺球做簡諧運(yùn)動，根據(jù)單擺公式可得又聯(lián)立解得月球表面物體的重力為（2）月球表面物體的重力近似等于萬有引力，則有在月球表面所需的最小發(fā)射速度即為第一宇宙速度，有聯(lián)立解得月球的第一宇宙速度為 17.如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的由半圓形APB（圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多）和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上，已知APB部分的半徑R=1m，BC段長L=1.5m。彈射裝置將一個質(zhì)量為0.1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=3m/s的水平初速度從A點(diǎn)射入軌道，小球從C點(diǎn)離開軌道隨即水平出，桌子的高度h=0.8m，不計空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）小球在半圓軌道上運(yùn)動時，向心加速度an的大??；（2）小球在半圓軌道上運(yùn)動時，圓管對小球彈力的大?。唬?）小球落到地面D點(diǎn)時的速度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），與初速度方向夾角為【解析】【詳解】（1）小球在半圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動，向心加速度為，則有解得（2）小球在半圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動，圓管支持力為，則有解得（3）小球水平拋出后，在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則有解得 落地時豎直方向的速度為落地時的速度大小為解得落地時的速度方向與初速度方向的夾角為θ，則有解得18.如圖，光滑水平面上有一具有光滑曲面的靜止滑塊B，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A從B的曲面上離地面高為h處由靜止釋放，且A可以平穩(wěn)地由B的曲面滑至水平地面。已知A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，重力加速度為g，試求：（i）A從B上剛滑至地面時的速度大小；（ii）若A到地面后與地面上的固定擋板P碰撞，之后以原速率反彈，則A返回B的曲面上能到達(dá)的最大高度為多少？【答案】(i)；(ii)【解析】【分析】【詳解】(i)設(shè)A剛滑至地面時速度大小為v1，B速度大小為v2，由水平方向動量守恒mv1=3mv2由機(jī)械能守恒mgh=mv12+3mv22由以上兩式解得 v1=，v2=(ii)A與擋板碰后開始，到A追上B并到達(dá)最高高度hˊ，兩物體具有共同速度v，此過程系統(tǒng)水平方向動量守恒mv1+3mv2=4mv系統(tǒng)機(jī)械能守恒mgh=4mv2+mghˊ由以上兩式解得hˊ=h19.在如圖所示的水平軌道上，AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測器，C處固定一個豎直擋板．零時刻，質(zhì)量為的物體Q以向右的速度與靜止在A點(diǎn)的質(zhì)量為的物體P發(fā)生碰撞，探測器只在2s至4s內(nèi)工作．已知物體P與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，物體Q與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，AB段長，P與Q以及P與豎直擋板之間的碰撞都是彈性碰撞（碰撞時間極短，可忽略不計），P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)，取，，。求：（1）物體Q與P發(fā)生碰撞后，兩者的速度大?。唬?）物體P第二次經(jīng)過B點(diǎn)時，能否被探測器探測到？請說明理由；（3）P、Q之間最終的距離?！敬鸢浮浚?），；（2）會被探測到，見解析；（3）【解析】【詳解】（1）零時刻，P和Q之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后P的速度是v1，Q的速度是v2，由動量守恒定律和能量守恒定律可得解得 （2）P和Q發(fā)生碰撞后，P開始向右運(yùn)動，設(shè)P的加速度大小為a1，由牛頓第二定律可知設(shè)經(jīng)過時間t1，P與擋板碰撞后向左運(yùn)動通過B點(diǎn)，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知解得（舍去）或由于，故P向左運(yùn)動通過B點(diǎn)時，會被探測到。（3）發(fā)生碰撞后Q向左運(yùn)動，設(shè)Q的加速度大小為a2，由牛頓第二定律可知Q向左運(yùn)動的時間Q運(yùn)動的時間小于P運(yùn)動的時間，Q在發(fā)生碰撞后從A點(diǎn)開始向左運(yùn)動的距離P從發(fā)生第一次碰撞到停止運(yùn)動需通過的路程因為，所以P和Q會發(fā)生第二次碰撞。設(shè)第二次碰前P的速度為v3，則有解得P、Q第二次碰撞過程滿足解得 此后兩物體在摩擦力作用下減速到零，對P有對Q有兩物體的間距為解得